|
ФЕРМЕНТОЛОГИЯ,Презентация на тему №15 (класс ЛИГАЗ). Класс лигаз. Основные представители, строение и роль
Презентация на тему : «Класс лигаз. Основные представители, строение и роль.» Составитель: студентка 3 курса ФВМ вечернего отделения 1 группы Клюквина Мария Анатольевна Санкт-Петербург 2018 год. Министерство сельского хозяйства РФ ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины» - 1. Лигазы (синтетазы) – ферменты, катализирующие присоединение друг к другу двух молекул с использованием энергии высокоэнергетических связей АТФ (или других макроэргов). Лигазы – сложные ферменты. Они содержат нуклеотидные (УТФ), биотиновые (витамин Н), фолиевые коферменты.
- 2. ЛИГАЗЫ. Ферменты этого класса участвуют в реакциях соединения двух и более простых веществ с образованием нового вещества. Эти реакции требуют затрат энергии извне в виде АТФ.
- 3. Лигазы - раньше эти ферменты не отделяли от лиаз, так как реакция последних часто идёт в двух направлениях, однако недавно было выяснено, что синтез и распад в большинстве случаев происходит под влиянием различных ферментов, и на этом основании выделен отдельный класс лигаз (синтетаз). Ферменты, обладающие двойным действием, получили название бифункциональных. Лигазы принимают участие в реакции соединения двух молекул, то есть синтетических процессах, сопровождающихся расщеплением макроэнергитических связей АТФ или других макроэргов.
Подклассы лигаз. - Выделяют 6 подклассов.
- Примером подклассов служат группы ферментов по виду образуемой связи: углерод-кислород (C–O), углерод-сера (C–S), углерод-азот (C–N), углерод-углерод (C–C).
- Если рассматривать класс в целом, то выделяют 6 подклассов ферментов, формирующих связи:
- 6.1. углерод-кислород;
- 6.2. углерод-сера;
- 6.3. углерод-азот;
- 6.4. углерод-углерод;
- 6.5. фосфор-кислород;
- 6.6. азот-металл.
- Среди подподклассов выделяют ферменты, синтезирующие соединения типа кислота- тиол (6.2.1.), амиды (6.3.1.).
Систематическое название образуется: - Субстрат 1 : субстрат 2 – лигаза, пример 1:
Характеристика фермента
Систематическое название
|
L-глутамат:аммиак-лигаза
|
Рабочее название
|
Глутаминсинтетаза
|
Класс
|
6. Лигазы
|
Подкласс
|
6.3. Образующие связи углерод-азот
|
Подподкласс
|
6.3.1. Амид-синтетазы
|
Классификационный номер
|
КФ 6.3.1.2.
|
|
| Пример 2 Характеристика фермента Пример 3 Характеристика фермента
Систематическое название
|
Сукцинат:КоА-лигаза
|
Рабочее название
|
Сукцинил-КоА-синтетаза Сукцинат-тиокиназа
|
Класс
|
6. Лигазы
|
Подкласс
|
6.2. Образующие связи углерод-сера
|
Подподкласс
|
6.2.1. Лигазы кислота-тиол
|
Классификационный номер
|
КФ 6.2.1.4.
|
НОМЕНКЛАТУРА ЛИГАЗ (СИНТЕТАЗ) - Шестой класс ферментов (лигазы, синтетазы) недаром имеет название похожее на название четвертого класса ферментов (лиазы, синтазы), поскольку класс лигаз составляют ферменты, катализирующие реакции конденсации или присоединения, как и лиазы, но сопряженные с реакциями расщепления одной из пирофосфатных связей в молекуле нуклеозидтрифосфата (обычно АТФ или ГТФ). Таким образом, в реакциях, катализируемых лигазами, обязательно участвует АТФ или ГТФ.
НОМЕНКЛАТУРА ЛИГАЗ (СИНТЕТАЗ) - Разделение лигаз на подклассы связано с типом образуемой связи. К первому подклассу лигаз 6.1. относятся ферменты, катализирующие реакции, в которых образуется углерод-кислородная связь. В качестве примера рассмотрим общую реакцию конденсации α-аминокислоты по 3′-гидроксильной группе концевого остатка рибозы транспортной РНК (тРНК). Этот процесс осуществляется в две стадии.
1). Образование аминоацил-тРНК (активация аминокислот):Первая стадия: - Сначала аминокислота связывается с ферментом и реагирует с АТФ, образуя макроэргический смешанный ангидрид – аминоациладенилат, а на второй стадии аминоацильный остаток переносится на концевую 3′-ОН-группу концевого остатка рибозы тРНК с образованием аминоацил-тРНК.
Вторая стадия: Суммарное уравнение реакции образования аминоацил-тРНК записывается следующим образом: - Ферменты, катализирующие реакцию образования аминоацил- тРНК, обладают высокой субстратной специфичностью. Для каждой из 20 протеиногенных α-аминокислот имеется свой фермент, который в цитоплазме соединяет аминокислоту с тРНК.
- Систематические названия ферментов шестого класса образуются либо из названия продукта реакции в сочетании со словом синтетаза, либо из названий субстратов в сочетании со словом лигаза.
- Систематическое название конкретной аминокислота:-тРНК-лигазы включает название аминокислоты, тРНК и окончание лигаза (через знак -) – глицин-тРНК-лигаза, аланин-тРНК-лигаза и т.д. или глицил- тРНК-синтетаза, аланил-тРНК-синтетаза и т.д.
- К подклассу 6.2. относятся лигазы, катализирующие образование связей углерод-сера. Примером такого рода реакций может служить реакция образования активированных жирных кислот при их взаимодействии с коферментом A (СоА). В отличие от предыдущей группы ферментов, субстратная специфичность этого фермента низка.
Образование активированных тиоэфиров жирных карбоновых кислот: - Фермент КФ 6.2.1.3. катализирует реакции различных жирных кислот с длинной цепи от С4 и более. Поэтому его название по систематической номенклатуре - жирная кислота:СоА-лигаза или ацил-СоА-синтетаза. Аналогичные реакции с низшими карбоновыми кислотами (уксусной и пропионовой) катализируются отдельными ферментами этого подподкласса.
Образование аспарагина из аспарагиновой кислоты: - Эта реакция катализируется аспарагинсинтетазой (аспарагинат-аммоний- лигаза). Аналогичная реакция образования глутамина из глутаминовой кислоты катализируется глутаминсинтетазой (КФ 6.3.1.2.).
- Образование амидов может осуществляться не только при реакциях карбоновых кислот с аммиаком, но и с глутамином. В качестве примера рассмотрим две реакции образования НАД+ из никотинатадениндинуклеотида с частием иона аммония и глутамина. Ферменты, катализирующие образование НАД+ называют НАД- синтетазами. Реакция никотинатадениндинуклеотида с ионом аммония катализируется ферментом КФ 6.3.1.5., который по систематической номенклатуре называется никотинатадениндинуклеотид-аммоний- лигаза, а с глутамином - никотинатадениндинуклеотид-глутамин-лигазой.
Образование НАД+ с участием иона аммония или глутамина: Образование пантотената: - Систематическое название фермента КФ 6.3.2.1. – пантотенатсинтетаза.
- Подподкласс 6.3.3. составляют цикло- лигазы – ферменты, катализирующие реакции циклизации с образованием связи С-N. В качестве примера рассмотрим первый представитель этого подподкласса - фермент КФ 6.3.3.1., катализирующий реакцию образования имидазольного цикла. Эта реакция является узловой в ферментативном синтезе пуриновых гетероциклов. В отличие от рассмотренных выше примеров, АТФ в этой реакции гидролизуется до АДФ и гидрофосфата.
Циклизация N′-(5-фосфорибозил)-N- формилглициламидина в 1-(5′-фосфорибозил)-5-аминоимидазол: - Образование гуанозинмонофосфата (ГМФ):
- Образование аргининосукцината:
- Карбоксилирование пирувата:
Образование полидезоксирибонуклеотида: - Первая стадия – взаимодействие фермента с АТФ:
- Эти ферменты катализируют трехстадийный процесс соединения олигонуклеотидов с участием концевой 5′-фосфомоноэфирной группы одного олигонуклеотидного фрагмента с 3′-гидроксигруппой другого. Рассмотрим процесс соединения двух фрагментов в единую цепь на примере работы ДНК- лигазы (КФ 6.5.1.1.). На первой стадии АТФ реагирует с ферментом, фосфорилируя гидроксигруппу остатка серина в активном центре. На этой стадии не участвуют ни донор, ни акцептор.
- На второй стадии происходит взаимодействие аденилового производного фермента по 5′-фосфомоноэфирной группе одного из олигонуклеотидных фрагментов (донор) с образованием смешанного ангидрида донора и АМФ и высвобождением фермента.
Вторая стадия – взаимодействие аденилового производного фермента с донором: - На третьей стадии происходит взаимодействие смешанного ангидрида с другой молекулой олигодезоксирибонуклеотида по его концевой 3′-гидроксигруппе. Как видно из механизма процесса, фермент осуществляет только одну стадию каталитического превращения. Лишь после добавления олигодезоксирибонуклеотидов процесс входит в каталитический режим – каталитическое накопление полидезоксирибонуклеотида.
- Следует отметить, что рассматриваемое взаимодействие проходит в процессе репликации ДНК только в составе двухнитевой структуры.
Третья стадия – взаимодействие смешанного ангидрида с акцептором: Список используемой литературы: - »: Диксон М., Уэбб Э., Ферменты, пер. с англ., т. 1, М., 1982, с. 299, 329; т. 2. с. 469-80. О. О. Фаворова.
- Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия
- http://www.dictionary.cbio.ru/
- https://dic.academic.ru
|
|
|
Скачать 1.68 Mb.